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學(xué)校代碼 10410 序 號 20050417 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題目 回油管夾片彎曲模設(shè)計 學(xué) 院 姓 名 學(xué) 號 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級 指導(dǎo)教師 二 OO 九年 五 月 回油管夾片彎曲模設(shè)計 機制 052 陳張 第 1 頁 共 29 頁 摘 要 模具是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備 是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一 級進 模是一種復(fù)雜 精密的沖壓模具 它具有高效率 高精度和高壽命等優(yōu)越性 適用于各種沖 壓行業(yè) 的自動化生產(chǎn) 本文分析了回油管夾片零件的結(jié)構(gòu)工藝性和沖壓工藝 介紹了零件的 排樣方案 模具的總體結(jié)構(gòu) 主要零部件的設(shè)計 該模具具有結(jié)構(gòu)緊湊 加工制造容易 工 作平穩(wěn) 操作簡便 生產(chǎn)效率高的特點 關(guān)鍵詞 模具設(shè)計 級進模 Abstract Mould 上下模座的材料均采用 HT200 5 5 閉合高度 模具閉合高度應(yīng)為上模座 下模座 凸模 凹模 固定板 墊板等厚度的總和 即 35 40 63 7 15 12 6 1 170 7mmH0 彎曲時凸模進入凹模的深度 可根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)整 可略有增減 以保證能生產(chǎn)出合格 的產(chǎn)品為準(zhǔn) 所選壓力機閉合高度 滿足 要求minmaxH130 180 10H5min0max 5 6 模架的設(shè)計 模架是模具的主體結(jié)構(gòu) 模架由上下模座 導(dǎo)柱 導(dǎo)套等組成 模具的全部零件都固 定在它上面 并承受沖壓過程中的全部載荷 模具的上 下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持 其精確位置 以引導(dǎo)凸模的運動 保證沖裁過程中間隙均勻 本設(shè)計采用在中 小型模具 中應(yīng)用最廣的滑動導(dǎo)向副結(jié)構(gòu)對角導(dǎo)柱模架在凹模面積的對角中心線上 裝有前 后導(dǎo)柱 其有效區(qū)在毛坯進給方向的導(dǎo)套間 受力平衡 上模座在導(dǎo)柱上運動平穩(wěn) 適用于縱向或橫 向送料 使用面寬 常用于級進?；驈?fù)合模 模架允許的凹模周界長 L 寬 B 直徑 D 及最大最小閉合高度等基本尺寸均有國標(biāo) 滑動導(dǎo)向模架 GB2851 1 GB2851 7 本設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求與成本的估計選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架 GB2851 3 81 各尺寸查國標(biāo)如下 回油管夾片彎曲模設(shè)計 機制 052 陳張 第 22 頁 共 29 頁 對角導(dǎo)柱式模架 由于采用對角導(dǎo)柱式模架 因此兩對導(dǎo)柱 導(dǎo)套的直徑不同 但均按 GB T 2851 1 1990 選取 由中國模具設(shè)計大典得 1 導(dǎo)柱的尺寸為 25 150mm 導(dǎo)套的尺寸為 25 85 33mm 2 導(dǎo)柱的尺寸為 28 150mm 導(dǎo)套的尺寸為 28 85 33mm 它們的材料均采用 20 鋼 導(dǎo)柱表面進行滲碳處理 5 7 模柄與標(biāo)準(zhǔn) 本設(shè)計采用適用于所有中小型模具的壓入式模柄 它與模座孔采用 H7 m6 過渡配 合 具體標(biāo)準(zhǔn)如下 A 型壓入式模柄 摘自 JB T 7646 1 1994 直徑 d js10 32 mm 高度 L 80 mm 的 A 型壓入式模柄 回油管夾片彎曲模設(shè)計 機制 052 陳張 第 23 頁 共 29 頁 模柄 A32 80 JB T 7646 1 d1 m6 34 0 025 0 009 mm d2 42 mm d3 11 mm d4 H7 6 0 012 0 mm L1 25 mm L2 5 mm L3 3 mm 材料 Q235 A F 技術(shù)條件 按 JB T 7653 1994 的規(guī)定 5 8 卸料 出件方式的選擇 對于卸料力要求大 有要求卸料板與凹模間有較大的空間位置時 可以采用活動剛性卸 料板結(jié)構(gòu) 而為了防止細(xì)長凸?？v向失穩(wěn)彎折 可以采用有導(dǎo)向的彈性卸料板 且根據(jù)模具 沖裁的運動特點 該模具采用彈性卸料方式比較方便 因為工件料厚 0 35mm 推件力比較小 用彈性裝置取出工件比較容易 且對彈力要求不高 應(yīng)用方便 卸料板的周界尺寸與凹模周 界尺寸相同 其寬度和長度均與固定板的長度 寬度一致 再根據(jù)沖件料厚查 沖模技術(shù) 中表 9 15 得 長度 L 80 mm 寬度 B 63 mm 厚度 H 10 mm 材料為 45 鋼 淬火硬度 為 40 45HRC 的卸料板采用 4 個 M6 的螺釘固定 長度 L 70 mm 卸料螺釘 卸料螺釘多數(shù)也是圓柱頭和內(nèi)六角兩類 由于彈壓卸料板在裝配后應(yīng)保持水平 故卸料 螺釘長度 L 應(yīng)控制在一定的公差范圍內(nèi) 本設(shè)計采用較為常用的圓柱頭卸料螺釘 具體標(biāo)準(zhǔn) 如下 圓柱頭卸料螺釘 摘自 JB T 7650 5 1994 直徑 d M8 mm 長度 L 70 mm 的圓柱頭卸料螺釘 圓柱頭卸料螺栓 M10 80 JB T 7650 5 d1 10 mm d2 15 mm d3 6 2 mm l 8 mm H 6 mm t 3 mm n 2 5 mm C 1 5 mm b 2 mm r 0 5 mm r 1 0 5 mm 材料 45 熱處理硬度 35 40HRC 技術(shù)條件 按 JB T 3098 3 2000 的規(guī)定 彈壓式卸料板與凸模間的單邊間隙隨料厚而不同 本設(shè)計料厚 t 0 35 mm 取 0 5mm 本設(shè)計還使用彈壓卸料板凸模導(dǎo)向 凸模與卸料板孔配合取 H7 h6 如圖 2 8 所示 回油管夾片彎曲模設(shè)計 機制 052 陳張 第 24 頁 共 29 頁 圖 2 8 5 9 緊固件與模具定位件的標(biāo)準(zhǔn)與確定 模具緊固件主要指螺釘和銷釘 螺釘主要承受拉應(yīng)力 用來連接零件 常用的有內(nèi)六角螺釘和各種帶槽的柱頭螺釘 螺 釘旋進的深度等尺寸參見圖 2 11 本設(shè)計除特殊說明外都使用 M6 50 的內(nèi)六角圓柱頭螺釘 緊固 螺紋連接擰入深度 對于鋼 h d1 對于鑄鐵 h 1 5 d1 銷釘 本設(shè)計除特殊說明外 一律選用 6 30 的銷釘定位 配合間隙為 m6 h8 六 沖壓模具的安全技術(shù) 在設(shè)計沖壓模具時 必須滿足下列要求 模具結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證操作方便 安全可靠 操作者勿需手 臂 頭伸入危險區(qū)即可順利完 成沖壓工作 調(diào)試 安裝 修理 搬運和貯藏方便安全 不會因模具結(jié)構(gòu)問題而引起意外事故 模具零件要有足夠的強度 材料選擇合理 模具應(yīng)避免有與機能無關(guān)的外部凸凹 外部 應(yīng)倒棱 導(dǎo)柱 導(dǎo)套應(yīng)遠(yuǎn)離操作者 模具壓力中心應(yīng)通過或靠近模柄中心線 導(dǎo)向定位等重 回油管夾片彎曲模設(shè)計 機制 052 陳張 第 25 頁 共 29 頁 要部件要使操作者能看清楚 設(shè)計模具時應(yīng)考慮安裝機械化裝置的位置 以便必要時機械化自動化裝置代替手工操作 頂件器 推件器以及卸料板等結(jié)構(gòu)必須可靠 不使操作者有不安全的感覺 七 沖模的安裝 沖模的使用壽命 工作安全和沖件質(zhì)量等 于沖模的 正確安裝有著極大的關(guān)系 1 沖模應(yīng)正確安裝在壓力機上使模具上下部分不發(fā)生偏斜和位移 這樣就可以保證模 具有較高的準(zhǔn)確性 避免產(chǎn)生廢品 而且可保證模具壽命 2 模具安裝時將帶有導(dǎo)向的模具上下應(yīng)同時搬到工作臺面上 應(yīng)先固定上模 然后根 據(jù)上模的位置固定下模 3 在沖壓生產(chǎn)過程中 由于壓力機的振動 可能引起固定沖模的緊固零件的松動 操 作者必須隨時注意和檢查各緊固零件的工作情況 八 模具的裝配圖A A 沖裁時 凹模固定不動 條料由左邊送進 放置在凹模 壓力機通過模柄帶動上模座 彎曲凸模 切斷凸模和沖孔凸模下行 通過導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向作用同時完成沖孔和切斷 而 回油管夾片彎曲模設(shè)計 機制 052 陳張 第 26 頁 共 29 頁 彈性卸料板同時頂住條料起校平作用 上?；爻虝r 彈性卸料板被卸料彈簧頂出 將條料從 沖孔凸模上卸下 沖孔廢料則直接由凹?？字新┑綁毫C臺面下 彎曲時 先把切斷凸模切斷的條料壓彎到卸料桿至 U 狀 接著下行至一定高度時楔塊推 動彎曲凹模向中間移動進一步壓彎零件至所需的形狀 上模回程時 彎曲凹模在彈簧的作用 下分開 同時零件由卸料桿推出 九 心得與體會 通過本次畢業(yè)設(shè)計 在理論知識的指導(dǎo)下 結(jié)合認(rèn)識實習(xí)和生產(chǎn)實習(xí)中所獲得的實踐經(jīng) 驗 在老師和同學(xué)的幫助下 認(rèn)真獨立地完成了本次畢業(yè)設(shè)計 在本次設(shè)計的過程中 通過 自己實際的操作計算 我對以前所學(xué)過的專業(yè)知識有了更進一步 更深刻的認(rèn)識 同時也認(rèn) 識到了自己的不足之處 到此時才深刻體會到 以前所學(xué)的專業(yè)知識還是有用的 而且都是 模具設(shè)計與制造最基礎(chǔ) 最根本的知識 本次畢業(yè)設(shè)計歷時兩個月左右 從最初的領(lǐng)會畢業(yè)設(shè)計的要求 到對拿到自己手上的沖 壓件的沖壓性能的分析計算 諸如對沖壓件結(jié)構(gòu)的分析 對形狀的分析等 不斷地分析計算 對要進行設(shè)計的沖壓件有了一個比較全面深刻的認(rèn)識 并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種 實際因素 最后確定本次畢業(yè)設(shè)計的工藝方案 然后是對排樣方式的計算 直到模具總裝配 圖的繪制 歷時近一個月左右 在這段時間里 我進行了大量的計算 從材料利用率的計算 到工序壓力的計算 再工作部分刃口尺寸及公差的計算 到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計算以及主 要零部件強度剛度的核算 其間在圖書館翻閱了許多相關(guān)書籍和各種設(shè)計資料 因此從某種 意義上講 通過本次畢業(yè)設(shè)計的訓(xùn)練 也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料 獲取有價值信息 的能力 總之 通過本次畢業(yè)設(shè)計的鍛煉 使我對模具設(shè)計與模具制造的整個過程都有了比較深 刻的認(rèn)識和全面的掌握 我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機會 我是認(rèn)認(rèn)真真的做完 這次畢業(yè)設(shè)計的 也應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的完成我大學(xué)四年里最后也是最重要的一次設(shè)計 但是由 回油管夾片彎曲模設(shè)計 機制 052 陳張 第 27 頁 共 29 頁 于水平有限 錯誤和不足之處再所難免 懇請各位導(dǎo)師 各位老師批評指正 不勝感激 參考文獻 1 翁其金 徐新成 沖壓工藝及沖模設(shè)計 M 機械工業(yè)出版社 2005 1 109 2 于永泗 齊民 機械工程材料 M 第 5 版 大連理工大學(xué)出版社 2003 3 劉鴻文 材料力學(xué) M 第四版 高等教育出版社 2004 4 夏巨諶 李志剛 中國模具設(shè)計大典 M 電子版 中國機械工程學(xué)會 2003 5 中國機械工程學(xué)會 鍛壓手冊 M 機械工業(yè)出版社 6 陳于萍 周兆元 互換性與測量技術(shù) M 第 2 版 機械工業(yè)出版社 7 中國模具設(shè)計大典 M 第三卷 8 高軍 李熹平 修大朋 沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件選用與設(shè)計指南 M 化學(xué)出版社 9 簡明冷沖壓工手冊編寫組 簡明冷沖壓工手冊 M 第三版 機械工業(yè)出版社 2000 4 10 席偉光 楊光 李波 機械設(shè)計課程設(shè)計 北京 高等教育出版社 2003 11 劉鴻文 材料力學(xué) 第四版 北京 高等教育出版社 2004 12 王孝培 實用沖壓技術(shù)手冊 機械工業(yè)出版社 2001 回油管夾片彎曲模設(shè)計 機制 052 陳張 第 28 頁 共 29 頁 致 謝 在經(jīng)過兩個月的忙碌和工作 本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲 作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計 由于經(jīng)驗的匱乏 難免有許多考慮不周全的地方 如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo) 以及一起工作 的同學(xué)們的支持 想要完成這個設(shè)計是難以想象的 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師胡淑芬老師 胡淑芬平日里工作繁忙 但在我做畢業(yè)設(shè)計的 每個階段都給予了我悉心的指導(dǎo) 其次還要感謝大學(xué)四年來所有的老師 為我們打下機械專 業(yè)知識的基礎(chǔ) 同時還要感謝所有的同學(xué)們 正是因為有了你們的支持和鼓勵 此次畢業(yè)設(shè) 計才會順利完成 最后再次感謝工學(xué)院和我的母校 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)四年來對我的大力栽培 1 智能沖壓工藝規(guī)劃系統(tǒng)的研究 摘要 本文對建立一個智能沖壓工藝設(shè)計知識為基礎(chǔ)的系統(tǒng)給出了一個簡單的介紹 研究該系統(tǒng)的框架 對模型和知識推理模式進行了介紹 對有些關(guān)鍵技術(shù)如沖壓工藝 的可行性 排樣的最佳算法 智能地帶的布局和內(nèi)力計算進行了研究 該系統(tǒng)可以改 善工藝規(guī)劃效率 關(guān)鍵詞 排樣 KBS 知識模型 帶狀排樣法 1 簡介 沖壓工藝規(guī)劃是沖壓產(chǎn)品開發(fā)的一個核心項目 它是金屬成型應(yīng)用的一個重要組 成部分 它與生產(chǎn)質(zhì)量 成本 生產(chǎn)率和工具壽命有直接的影響 現(xiàn)代制造業(yè)的快速 發(fā)展對沖壓提出了更高的要求 尤其是在沖壓工藝方面 多年來 相關(guān)研究已就如何 在創(chuàng)新的環(huán)境加強工藝規(guī)劃的集成化和智能化程度進行研究 近年來 通過生產(chǎn)金屬 成形智能設(shè)計系統(tǒng) 自動化技術(shù) 整和了工藝規(guī)劃的原則 智能工藝規(guī)劃方法可以有 效地提高設(shè)計效率與質(zhì)量 創(chuàng)新設(shè)計能力 1 對于冷鍛序列的設(shè)計開發(fā)了一種基于 PC 的專家系統(tǒng) 該系統(tǒng)采用基于塑性理 論和實際考慮的規(guī)則 在美國俄亥俄州立大學(xué)一個稱作 FORMEX 的規(guī)則系統(tǒng)被 Altan 和他的同事們寫入多級冷鍛的工藝規(guī)劃程序語言中 2 它依靠冷鍛零件各種形狀的廣 泛分類 3 實施以知識為本的冷成形序列設(shè)計系統(tǒng) 采用設(shè)計規(guī)則確定建立一個可行 的序列 然后使用有限元分析優(yōu)化這個序列 一個以知識為基礎(chǔ)的模具設(shè)計自動化系 統(tǒng)被 Cheok 和他的同事精心設(shè)計出來 4 在新加坡國立大學(xué) 一些零件表象技術(shù) 沖壓零件識別和模具構(gòu)成也存在于這項工作中 在中國 華中科技大學(xué)的科學(xué)技術(shù)研 究者們也開發(fā)出了基于知識系統(tǒng)的用于對小型金屬件沖壓級進模的程序包 5 使用特 點 用戶可以在 3D 立體構(gòu)架下設(shè)計產(chǎn)品 在手工設(shè)置排樣后 用戶可以使用交互命令 來開發(fā)帶裝布局設(shè)計 來自利物浦大學(xué)工業(yè)研究部門的研究者們也在研究沖壓工藝和 沖裁模的專用系統(tǒng) 6 他們的研究集中在分解較小的橋型廢料的形狀編碼和識別技術(shù) 7 在上海沖壓模具和工具技術(shù)研究所的研究者們也開發(fā)出了級進模的 CAD CAM 系統(tǒng) 他們研究的該系統(tǒng)依靠特殊的相關(guān)數(shù)據(jù)來描繪工件和模具結(jié)構(gòu) 上述研究的研究工作的目的是為了促進金屬成形的發(fā)展 從金屬智能成型的回顧 和分析中 使用智能設(shè)計的理論和方法來研究沖壓工藝規(guī)劃的步驟 在本文中介紹了 應(yīng)用于沖壓工藝規(guī)劃的智能的系統(tǒng) 該智能系統(tǒng)在處理一些復(fù)雜的設(shè)計問題時是種強 有力的工具 由專門知識構(gòu)成的智能系統(tǒng)可以用一種交互的方式協(xié)助用戶解決各種各 樣的問題或疑問 8 智能系統(tǒng)是一種計算機系統(tǒng) 它試圖代表人類知識和專業(yè)知識 以一種實際和有效的途徑提供快捷 方便的知識 智能系統(tǒng)能夠完成一般需要專家才 能完成的任務(wù) 它能自動化實時利用現(xiàn)有的專業(yè)知識 并解釋它的推理過程 沖壓工藝 2 規(guī)劃是一個含有豐富知識的復(fù)雜設(shè)計過程 整合在沖壓工藝規(guī)劃設(shè)計中智能系統(tǒng)的關(guān) 鍵技術(shù)是至關(guān)重要的 使用智能理論的沖壓工藝規(guī)劃智能系統(tǒng)被提出來 對一些關(guān)鍵 技術(shù) 如集成產(chǎn)品知識建模和戰(zhàn)略規(guī)劃的綜合沖壓成形過程進行了研究 在沖壓設(shè)計中 包括各種各樣的知識 如專業(yè)領(lǐng)域知識 多任務(wù)知識 非標(biāo)準(zhǔn)知識 每一種知識都需 要集成到該系統(tǒng)中 沖壓模具的核心是沖壓工藝 必須考慮到多種因素 如幾何形狀 技術(shù)要求 材料性能 沖壓件的可行性 工作程序安排 模具工具的結(jié)構(gòu) 沖壓工藝 規(guī)劃是一種基于專家知識的創(chuàng)造性程序 智能系統(tǒng)技術(shù)可以改善制定沖壓工藝規(guī)劃的 效率 2 系統(tǒng)構(gòu)架和框架 智能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是建立和應(yīng)用的信息化模型制作 該產(chǎn)品信息模型 包括三個 階段 一種基于幾何的模型 一種基于特征的模型 一種基于智能的模型 基于幾何 的模型描述零件的幾何拓?fù)湫畔?由于零件的數(shù)據(jù)信息不能被完整的描述 數(shù)據(jù)分離 水平太低 幾何模型被特征模型取代 這個信息模型包括一組幾何實體 依靠此模型 的工程語義模型 許多與設(shè)計相關(guān)的功能可以被實現(xiàn) 隨著人工智能的發(fā)展 智能模 型開始被應(yīng)用 專業(yè)知識 設(shè)計過程的知識 和相關(guān)的知識都包含在知識模型中 9 10 智能模型支持表達和傳遞有用的信息 本文主要概括了一種沖壓工藝規(guī)劃的智能系統(tǒng) 該智能系統(tǒng)對產(chǎn)品的定義有效且 完整 它幾何了不同模型的優(yōu)點且能滿足幾何設(shè)計和推理過程 面向?qū)ο蠹夹g(shù)應(yīng)用到 整合各種各樣的知識 此集成的知識系統(tǒng)模型可被共享和用于智能設(shè)計和產(chǎn)品信息溝 通 這個關(guān)于沖壓模具工藝規(guī)劃的智能系統(tǒng)構(gòu)架已經(jīng)被設(shè)計出來 這個零件的結(jié)構(gòu)設(shè) 計 包括一個圖形用戶界面 一個應(yīng)用程序系統(tǒng) 設(shè)計資源 知識工具 混合推理機制 基礎(chǔ)模型 在這個構(gòu)架中知識模型有不同的分類 知識模型從設(shè)計資源中獲取有用的 信息 支持知識獲取和知識表達的程序 這個模型把有用信息轉(zhuǎn)移到知識庫 知識庫 由 CAD 軟件支持 設(shè)計結(jié)果以 3D 模型 圖畫和資料庫的形式保存在知識庫中 它對 在知識庫中不同零件的知識傳遞來說非常的重要 3 實施方法和應(yīng)用 3 1 沖壓智能模型的可行性論證 智能系統(tǒng)對沖壓工件的質(zhì)量 成本 模具壽命進行評價 該評價基于成熟的智能 模型 此模型集成了規(guī)則庫 零件信息和結(jié)論庫 系數(shù)根據(jù)知識規(guī)則推理在知識庫得 出 沖壓成型可行性可以從信息庫中零件信息和相關(guān)系數(shù)推出 在設(shè)計過程中被新結(jié) 論擴大的結(jié)果保存在結(jié)論庫中 3 模型的智能推理過程和零件的規(guī)格相比有一定限度范圍的工藝參數(shù) 此規(guī)格 包括輸入輸出半徑 孔徑 孔板 孔網(wǎng) 槽 槽網(wǎng) 結(jié)果來證實零件的形狀是否符合 模具工具加工 智能推理用于自動和交互的方式 這樣做的目的是來研究沖壓該產(chǎn)品 的可行性 智能推理的關(guān)鍵是確定基于零件厚度和相關(guān)系數(shù)的加工極限值 圖二所示 為產(chǎn)品可行性論證模型的流程圖 知識規(guī)則和設(shè)計結(jié)果保存在機械推理的數(shù)據(jù)庫中 零件的形狀可以在知識模型中 修改 由知識模型決定的沖壓工藝規(guī)劃是非常重要的一步 它同時也提供了選擇一個單 步工序刀具或是復(fù)合工具或是一個改進工具的方法 各種不同領(lǐng)域的知識 經(jīng)驗和專 業(yè)知識都被保存在工藝規(guī)劃專業(yè)系統(tǒng)中 知識庫的發(fā)展是基于規(guī)則表達的共同原則 這一步的目的是集成專業(yè)經(jīng)驗和零件 的形狀 3 2 基于優(yōu)化算法的智能排樣模型 為了達到較高的材料利用率 空白的知識模型被建立 保存在知識庫中的結(jié)果是 其他模塊建立的基礎(chǔ) 在知識庫中有四種排樣類型 一排列布局模式 與一排列相對的模式 兩排列布局模式 與兩排列布局相對的模式 建立這個知識模型的目的是改善材料的利用 由知識庫提供的限制情況可以由人 類專家來選擇 這個知識模型控制著整個排樣的設(shè)計過程 圖三所示為平面布局的等級體系結(jié)構(gòu) 第一種模式的作用是選擇粗略數(shù)值和計算工作區(qū)域的總體輪廓 此模式提供了原 始參數(shù) 粗略數(shù)值的全部信息都由此得到 不管這個數(shù)字是否被概略畫出或是被選中 第二種模式用來確定布局類型 角度范圍 布局大小和條帶區(qū)的寬度 第三種模式中應(yīng)用了優(yōu)化算法 設(shè)計結(jié)果包括材料利用率 材料寬度和每步間隙 都被保存在此模式中 不同布局的繪圖也同時生成 在第四種模式中可以修改布局規(guī)劃的結(jié)果 最終參數(shù)包括每步間隙 材料寬度 各類網(wǎng)格和轉(zhuǎn)換能力 當(dāng)參數(shù)有所改變時 布局規(guī)劃圖可以被更新 該知識的主要作用是布局規(guī)劃的算法優(yōu)化 該算法共有六步 1 在圖形周圍最適合的矩形第一次生成 復(fù)制件和原件之間的距離是包含在接洽 4 網(wǎng)中的 圖四說明了此種算法 2 在兩個環(huán)形中間的值是經(jīng)過計算的 這兩個環(huán)形分解成線和圓弧的單元 每對 元素中間的距離需要重新補償 然后就可以找到最短的距離 3 計算出的最小值和所要求的值之間的差異就是誤差 當(dāng)誤差小于允許值時 排 樣規(guī)劃就可以完成 另外 布局圖形需要沿著視野的方向移動 4 材料利用率可以以布局規(guī)劃的角度上被計算出來 5 排樣圖形旋轉(zhuǎn)一定的角度 旋轉(zhuǎn)中心是矩形中心點附近的粗略數(shù)值 材料利用 率在當(dāng)前角度下被計算出來 6 排樣圖形旋轉(zhuǎn)到另外一個角度 重復(fù)第三部的的步驟 直到角度達到 180 度 3 3 帶狀布局的開發(fā) 帶狀布局的工序規(guī)則被集成于知識基礎(chǔ)級進刀具設(shè)計 該智能模型的功能是 選 擇零件位置 設(shè)計方位和安排帶狀工步距離 為了解決運行程序 該規(guī)則應(yīng)該被制定 的合理和有效 自動設(shè)計模塊是智能模型中最重要的模塊 人工智能技術(shù)被應(yīng)用于此模塊中 此 模型中的預(yù)處理模塊 包括定位產(chǎn)品模塊和從產(chǎn)品模塊中提取精確的信息 為了在修 改模塊中生成一個模型 最初的設(shè)計工程被修改 11 被修改的模塊代替了處理模塊 3 3 1 自動帶狀布局設(shè)計的預(yù)處理 1 確定零件的位置和排列 用戶可以用界面來確定預(yù)處理模塊中的一些參數(shù) 確定位 置的過程可以和其他元素一起來做 例如 零件形狀 尺寸精度 和用戶要求 零件的形狀也在智能模型中定義 結(jié)果被保存在知識庫中 2 獲取零件精確信息 此精確信息應(yīng)該在帶狀布局知識庫中得到 有用的信息包括沖 孔的精確信息和相對位置信息 由此種類型信息組成的知識模型將會決定零件的沖壓 順序 這個設(shè)計過程的主要要求是為位置精度開發(fā)一種知識模型 12 首先 零件的形 狀被分成封閉的輪廓 輪廓的數(shù)目為 n K k1 k2 ki kn 1 這里 ki 表示零件的第 i 個輪廓 所有輪廓間的相對關(guān)系包含在關(guān)系 P 中 如果 在輪廓 ki 和 kj 之間要求精準(zhǔn) 這里存在 ki kj p p ki kj ki kj K 1 i j n i j 2 每種類型的精確信息通過相關(guān)矩陣被保存在知識模型中 3 3 2 帶狀布局自動設(shè)計 帶狀布局的自動設(shè)計模塊在知識模型中是最重要的一個 在知識模型中包含很多 重要的規(guī)則 例如在一次單沖程中沖壓所有內(nèi)輪廓比較好 在下一個階段這個部分被 切斷 有時候 如果沖壓點之間的距離非常小 一些內(nèi)輪廓就要被搬到下一階段進行 加工 如果沖壓點離分餾點太近的話 分餾點就需要被更改到下一階段 如果這里仍 5 然有不合適的尺寸 一些點可以被移動到下一階段 重復(fù)整個過程直到矩陣點間的每 個尺寸都可以被接受 布局智能設(shè)計的核心是開發(fā)干涉點的智能模型 13 零件坯料被分成許多點的形式 這些點的名字是 k1 k2 kn 這里 dij 是 ki 和 kj 之間最小的距離 矩陣的臨界值是 S 如果 dij S ki 和 kj 不能在相同的步驟中得出 這種情況是智能模型中兩個點的沖突 開發(fā)干涉點的智能 模型的目的是確定沖突點的存在 此矩陣是一個系統(tǒng)矩陣 為了使設(shè)計過程更方便 可以把矩陣中的上半部分元素置零 此處 ij 是關(guān)聯(lián)系數(shù) 它表示了每對點之間的不同關(guān)系 如果兩個點之間有沖 突 它們中的一個則要被移到下一步 在每一步中重復(fù)上述步驟直到?jīng)_突點消失 最 后矩陣 M 成為空矩陣 3 3 3 對帶狀布局結(jié)果的處理 帶狀布局的子處理知識模型中有兩部分 修改結(jié)果和創(chuàng)建布局圖形 從帶狀布局 自動設(shè)計模型中得出的結(jié)果是慣用的 它們可能滿足不了用戶的所有要求 依靠知識 模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 通過移動點和改變步驟 增加空步和刪除空步的目的可以被實現(xiàn) 我們能夠通過處理步驟的數(shù)據(jù)結(jié)果來修改帶狀布局的設(shè)計結(jié)果 工步改變可以通過交 換兩個位置的編碼來實現(xiàn) 工步增加或減少可以通過插入或移除編碼的操作來完成 當(dāng)我們想移動一些點時 我們可以從第一步到最后一步轉(zhuǎn)移鏈表中相當(dāng)?shù)狞c 3 4 確定沖壓中心和力計算的智能模型 沖壓中心設(shè)計模型的目的是建立組合力的工作點 11 模具工具中心和沖壓中心 的一致非常重要 只有那樣沖壓工具才能在一起正常的工作 沖壓中心從知識模型的 每一個輪廓位置的計算中得出 設(shè)計的第一部是得到工具的工作區(qū)域 CAD 平臺上的零 件圖形的輪廓提供了零件的外矩形 依靠沖壓中心和外矩形之間的關(guān)系可以生成工作 區(qū)域 因為不平衡力的結(jié)果的可能性 同時也提供了沖壓中心的再生成 再生成的步 驟由人機接口軟件來完成 圖八所示為復(fù)合模打孔機工 作區(qū)域的設(shè)計結(jié)果 保存在知識庫中的內(nèi)容包括模具工具的每種類型 零件落料 廢料移除等等 不 同情況下的力計算的方法是不同的 力方程是由知識規(guī)則庫的推理得到的 首先 加 工力和切削力是基于零件的輪廓長度和知識庫中的知識規(guī)則得到的 然后 通過設(shè)計 結(jié)果和合零件情況 可以得到脫離力 阻力和推件力 總的力按照知識庫中的導(dǎo)向一 步一步計算 4 結(jié)論和進一步工作 計算機輔助設(shè)計工具的應(yīng)用在金屬成型中的應(yīng)用 節(jié)省了大量的時間和金錢 由 于復(fù)雜零件沖壓工藝設(shè)計的復(fù)雜性 開發(fā)一種自動生成工藝步驟的系統(tǒng)非常重要 這 個研究開發(fā)了一個集成的 CAD 系統(tǒng) 該系統(tǒng)開發(fā)了一種工藝規(guī)劃系統(tǒng)使對不規(guī)則零件 6 在高速下進精密加工得以實現(xiàn) 該系統(tǒng)有一下特點 1 在設(shè)計過程中不斷改變的數(shù)據(jù)以不同的方式保存 包括數(shù)字形式和圖片形式的 用 戶在設(shè)計過程中可以自由使用它們作為參考 2 加工可行性檢查模型檢查沖壓的可行性 同時能對復(fù)雜零件的沖壓工藝規(guī)劃提供一 些建議 3 排樣模塊生成最佳排樣圖以到達材料的最大利用率 產(chǎn)品成本的減少取決于排樣最 優(yōu)化計算 不僅最佳規(guī)劃而且每個合理的規(guī)劃被保存在知識庫中 用戶可以選擇任 意一個作為它們的最終設(shè)計結(jié)果 4 帶狀排樣模塊生成自動工藝規(guī)劃圖 根據(jù)用戶的要求帶狀排樣的結(jié)果可以在設(shè)計過 程的任意時期修改 在工藝規(guī)劃中協(xié)助設(shè)計者的此系統(tǒng)將會是一種有用的工具 它將會足夠的靈活允許 設(shè)計者具有創(chuàng)造性 同時用計算機來執(zhí)行幾何計算和自動得到設(shè)計結(jié)果 它提供了 一個非常靈活的設(shè)計環(huán)境 用戶可以完全掌握即使是復(fù)雜零件的沖壓工藝規(guī)劃設(shè)計 該系統(tǒng)擁有圖形交互界面 用戶可以在設(shè)計過程中交互式地改變各種設(shè)計參數(shù) 進一步的工作將會集中在排樣優(yōu)化的效率改善上 優(yōu)化用時將會減少 為排樣規(guī) 劃 更多的設(shè)計方案的類型應(yīng)該被添加到知識模型中 根據(jù)沖壓工藝規(guī)劃的結(jié)果 沖 壓模具設(shè)計應(yīng)用也將會在進一步的工作中被研究 7 Intelligent stamping process planning system research Abstract this paper to build a intelligent stamping process design knowledge based system gives a brief introduction Study the system framework of model and knowledge reasoning model are introduced For some key technologies such as the feasibility of stamping process and exhaust kind of best algorithm intelligent zone layout and internal force calculation is studied This system can improve process planning efficiency Keywords arrangement a KBS knowledge model ribbon arrangement method introduction Stamping process planning is one of the core punching product development project It is the metal molding application an important component part of it and the production quality cost productivity and tool life have direct influence The rapid development of modern manufacturing for stamping put forward higher request especially in stamping process For many years the related research has the environment in innovation to strengthen the integration and process planning study intelligentize degree In recent years through the production of metal forming intelligent design system automation technology the whole and the process planning principles Intelligent process planning method can effectively improve the design efficiency and quality innovative design ability 1 For cold forging sequence of designing and developing a kind of expert system based on PC this system based on practical considerations plasticity theory and the rules At the Ohio state university a called FORMEX rules system is Altan and his colleagues write multistage cold forging process planning and programming language 2 It depends on a cold forging parts of various shapes widely classification 3 implement knowledge based cold forming sequence design system adopting the design rule sure to establish a feasible sequence then using finite element analysis optimization this sequence A knowledge based mold design automation system is Cheok and his colleagues carefully designed 4 in the national university of Singapore Some parts representation techniques stamping parts recognition and mould constitute also exists in this work In China huazhong university of science and technology researchers also developed based on knowledge system for small metal parts stamping progressive die program packages 5 Use features users can under 3D architecture design products In manually set arrangement user can use interactive command to development zones outfit layout design From Liverpool university industrial research department s researchers are also studying stamping process and punch die special system 6 The focus of their study in decomposed smaller bridge waste shape coding and recognition technology 7 in Shanghai stamping mould and tools institute of technology researchers also 8 developed progressive die CAD CAM system They study the system depend on special relevant data to describe the workpiece and mould structure The findings of the research work purpose is to promote the development of metal forming process From metal intelligence review and analysis of the forming of intelligent design use the theory and method to study the stamping process planning steps In this paper introduces applied in stamping process planning of intelligent system This intelligent system in dealing with some complex design problem is a powerful tool By special knowledge construction intelligent systems can use an interactive way help user to solve all kinds of problems or questions 8 Intelligent system is a computer system it tried to represent human knowledge and professional knowledge and to a practical and effective way to provide fast convenient and knowledge Intelligent system can accomplish generally require experts to complete tasks It can automatic real time use existing professional knowledge and explain its reasoning process Stamping process planning is a rich knowledge of the complex design process Integration in the stamping process planning and design of the key techniques of intelligent system is of vital importance The use of intelligence theory stamping process planning intelligent systems have been proffered Some key technologies such as integrated product knowledge modeling and strategic planning comprehensive stamping process was studied In stamping design including all kinds of knowledge such as domain knowledge multitasking knowledge non standard knowledge Each kind of knowledge all need to be integrated into the system Stamping mould that is the core of stamping process Must consider the various factors such as geometry technical requirements material properties and stamping feasibility working procedures arrangement the structure of mould tool Stamping process planning is a kind of creative program based on experts knowledge Intelligent system technology can improve the efficiency of the stamping process planning 2 system frame and the frame Intelligent system key technology is built and application of information model making This product information model including three stages a kind of the model based on geometric model based on features based on intelligence the model Based on geometric model describing the geometric topology information parts Because parts of data message cannot be fully described data separation level is too low geometric model was characteristic model replaced This information model includes a set of geometric entities Rely on this model the engineering semantic model with design of related functions many can be realized Along with the development of artificial intelligence the intelligent model begins to be used Professional knowledge design process of knowledge and relevant knowledge are included 9 in the knowledge model 9 10 Intelligent model support expression and transfer of useful information This paper mainly summarizes a stamping process planning of intelligent system This intelligent system for product definition effective and complete It has the advantages of different geometrical model and can satisfy the geometric designs and reasoning process Object oriented technology is applied to integrate all kinds of knowledge This integrated knowledge system model can be Shared and used in intelligent design and product information communication Figure 1 shows the stamping process planning intelligent system frame This about stamping mould process planning of intelligent system frame has been designed The components of the structure design including a graphical user interface an application system design resources knowledge tool mixed reasoning mechanism basic model In this architecture knowledge model have different classification Knowledge model from the design resource to extract useful information support knowledge acquisition and knowledge expression program This model is useful information transferred to knowledge Comprising CAD software support Design results as a 3D model pictures and database is stored in the repository it in different parts of the knowledge base is very important knowledge transfer 3 implementation method and application 3 1 stamping feasibility of intelligent model Intelligent system for stamping workpiece quality cost die life is evaluated This evaluation based on mature intelligent model This model has integrated rule library parts information and conclusion library Coefficient of knowledge rule reasoning in knowledge according to that Stamping forming feasibility can from a database of information and related coefficient parts launch In the design process of the extension of the new conclusion preserved in conclusion library Model of intelligent reasoning process and parts specification limits range compared with the technological parameters This specification Including input output radius aperture orifice plate hole nets chamfer trough nets Results to confirm whether accord with the shape of mould parts processing tools Intelligent reasoning is used in the automatic and interactive way It s purpose is to study the feasibility of pressing the product Intelligent reasoning based on the key is to determine the thickness and the correlation coefficient parts processing limit Figure 2 shows the feasibility of the model for product flow chart 10 Figure 2 shows the feasibility of the model for product flow chart Knowledge rules and design results stored in the database of mechanical reasoning Parts in knowledge model shape can modify The decision by the knowledge model stamping process planning is very important step it also provides to choose a single step process tool or composite tools or a method of improvement tools All sorts of different domain knowledge experience and expertise are kept in the process planning of professional system Based on the development of knowledge base is the common principle rules expression The purpose of this step is to integrate professional experience and parts shape 3 2 based on optimization algorithm of intelligent strip layout model In order to achieve higher material utilization blank knowledge model was established the results are stored in knowledge base established basis other modules In the knowledge base there are four arrangement type Arranged layout pattern determined With an array of Washington relative pattern Second ranking arranged layout mode two With two second ranking arranged layout relative mode The purpose of establishing the knowledge model is to improve the material utilization The restrictions by knowledge can provide human experts to choose from This knowledge model control over the whole arrangement design process Figure 3 shows the layout rating system structure The first kind of mode selection function is roughly calculated the numerical and working area general outline This model provides the original parameters All the information is roughly value resulting from them no matter the figures are outlined draw or selected The second mode used to determine the layout type Angle range layout size and strip the width The third kind of mode applied optimization algorithm Design results include material utilization material width and every step clearance are kept in this mode the different layout drawing also generate In the fourth mode can modify layout results Eventually parameters include clearance material each step of grid and the width the ability to switch When the parameters change layout plans can be updated 11 This knowledge is the main purpose of the algorithm to optimize the layout planning This algorithm six steps 1 The most suitable around in graphics rectangular first generation The original copy and the distance between the approach is included in the net Figure 4 shows the algorithm 2 The value of the two ring is among a computation The two ring is decomposed into line and arc units The distance between each element needs to compensation And then you can find the shortest distance 3 The minimum value and calculated the value of the required the difference between is error When the error less than value arrangement planning can be completed In addition graphic layout to follow the direction of the view movement Graph 4 arrangement algorithm A primitive Angle graphics B rotation Angle of graphics after 4 Material utilization in layout s point of view is calculated 5 Arrangement graphics rotating certain Angle Rotating center near the center is the rectangular roughly value Material utilization in the current Angle was calculated 6 Arrangement graphics rotated to another Angle Repeat the steps of the third part until Angle reached 180 degrees Figure 5 shows is the arrangement design results Graph 5 row kind of intelligent design results The development of 3 3 ribbon layout The layout of the shingles rule was integration process in knowledge base level into tool design This intelligent model function is select parts location design azimuth and arrange ribbon work step distance In order to solve the operational procedures and the rules should be reasonable and effective formulated Automatic design module is intelligent model in the most important modules Artificial intelligence technology has been applied in this module This model including the pretreatment module orientating products module and extracted from the product modularization accurate information In order to modify module generates a model initial design engineering is modified 11 The modified module instead of processing module Figure 6 shows the layout of the model and the algorithm for shingles 3 3 1 automatic ribbon layout design preprocessing 1 determine the position and permutations Parts The user can use interface to determine some of the preconditioning module parameter The process can determine the position and other elements such as to do together shape and size accuracy parts and user requirements 12 Parts in the shape of the intelligent model definition the results are stored in a knowledge base 2 get parts precise information The precise information should get in ribbon layout knowledge base Useful information including punching accurate information and relative location information This type of knowledge model of information will decide parts stamping sequence The design process is the main requirements for the position precision to develop a knowledge model 12 First the shape of the parts were divided into closed contour Outline the number of n K k1 k2 ki kn 1 Here the first I ki says parts an outline The relative relations between all contour contained in the relationship of P If in contour kj ki and precision there exists between requirements ki kj p P ki kj ki kj K 1 acuities were I j acuities n I j 2 The position precision from P get relevant matrix is 3 Each type of accurate information through the correlation matrices is preserved in knowledge model 3 3 2 ribbon layout automatic design Ribbon automatic placement design module in the knowledge model is the most important one In the knowledge model contains a lot of important rules for example in a single stroke in stamping all the inner contour is better In the next stage of this section was cut off Sometimes if the distance between the stamping point within is very small some will be moved to outline a stage for machining If stamping point too close from fractionation point fractionation point if will need to be changed to the next stage If there are still not